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入门

芯片为什么要封装

拆开任何一台手机、路由器或显卡,看到的黑色小方块都不是“芯片本身”,而是封装好的芯片。这一页从“为什么要封装”讲起,并先认识最常见的三种封装:QFN、BGA、SiP。

处理器 内存 射频 电源 QFN 底面 BGA 底面 SiP 内部(透视)
QFN把“腿”缩进肚子底下的小方块。便宜、小巧、散热好,引脚只排在四条边上。
BGA肚子底下长满锡球。把引脚从“四条边”搬到“整个面”,于是能有成百上千个连接。
SiP一个封装里装下一整套系统:处理器、内存、射频、电源,甚至天线。
基础概念

先搞懂:芯片为什么要“封装”?

在讲三兄弟之前,先弄明白它们共同要解决的问题。

芯片是在一张圆圆的硅晶圆上用光刻“印”出来的。一张晶圆上有几百上千颗芯片,切开之后,每一小块叫做 die(裸片)。裸片通常只有指甲盖大小,甚至更小,薄得像一张纸,表面上有一圈极小的金属点,叫焊盘(pad),芯片就是靠这些点和外界通电、传信号。

问题来了:这块裸片不能直接焊到电路板上。原因有三个。

打个比方:裸片像一颗刚从实验室拿出来的大脑。封装就是它的头骨(保护)、神经和脊髓(把信号接出去),再加一套散热系统。

任务一:保护

裸片怕划、怕潮、怕灰尘、怕静电。上面的线路细到几十纳米,一粒灰尘就能毁掉它。封装用环氧树脂(就是你看到的黑色外壳)把它密封起来。

任务二:连接(最关键)

裸片上焊盘之间的距离大约只有 0.05 mm,比头发丝还细。而电路板(PCB)工厂能可靠加工的焊盘间距,通常在 0.4–1 mm 量级,差了十倍以上。封装要做一个“转接头”:把密密麻麻的小点,一根根引出来,摊开成电路板能焊的大点。业内把这个过程叫扇出(fan-out)。这是广义的说法,扇入、扇出与中介层一页会讲它在先进封装里更具体的含义。

硅裸片 die 焊盘间距 ≈ 0.05 mm 比头发丝还细 封装负责把线“摊开” 电路板焊盘 ≈ 0.5 mm
扇出:左边是芯片边缘挤在一起的焊盘,右边是电路板能焊的大焊盘。封装的核心工作就是中间这片“摊开”的线路。

任务三:散热

芯片工作时会发热。手机处理器满载要散掉几瓦,AI 显卡芯片要散掉一千瓦左右。热量必须从裸片经过封装传到电路板或散热器上,否则芯片会降频甚至烧毁。

记住这三件事保护、连接、散热。后面所有封装的演变,本质上都是在这三件事上做得更好、更小、更便宜。

封装大致是怎么做的

以最常见的“打线”封装为例,工厂里的流程大致是这样:

  1. 晶圆减薄把晶圆背面磨薄
  2. 切割切成一颗颗裸片
  3. 贴片用胶把裸片粘到框架或基板上
  4. 打线用比头发还细的金线或铜线连起焊盘和引脚
  5. 塑封注入黑色环氧树脂包起来
  6. 切单 + 测试切成单颗,逐颗通电测试
图中尺寸除特别说明外均为示意,不按真实比例。年份与数值为行业常见说法或公开报道,具体以厂商资料为准。 内容更新至 2026-10。